日研制出可操作长链DNA双螺旋微型装置

日本东京大学科研人员研制出可操作长链DNA双螺旋结构的微型装置，并开发出研究遗传物质的新方法。相关科研结果刊登在近期出版的《芯片试验室》杂志上。
    　　
医学界早已掌握了确定遗传疾病和其他基因病原的方法，但长期以来在人工操作DNA双螺旋结构方面并没有取得大的进展。原因在于，长度从几微米到几厘米，直径却只有2纳米的DNA双螺旋具有环状结构，基因编码信息被隐藏其内。为了解决上述问题，研究人员利用酶将DNA分解成碎段。但这种方法因可能导致基因之间的连续性及重要数据大量丢失，而未取得成功。 
    　　
虽然DNA双螺旋非常脆，一不小心就会断裂，但是本世纪初科研人员还是利用光学“陷阱方法”成功地将DNA拉伸开来，但这种方法只适合小分子。日本科学家在上述方法的基础上，利用激光将DNA双螺旋挂在了微型挂扣上，之后缠绕在2个微型卷轴上，成功地研制出了操作长链DNA的方法。 
    　　
研究人员认为，当DNA分子展开时，在三维空间确定需要进行研究的基因比较容易，在这种状态下从DNA双螺旋上读取信息也很容易，就像在胶卷上看照片一样。 
    　　
具体的技术工艺是：建立电动缠绕机后，对DNA双螺旋进行拉伸，其中每一个的长度不超过2微米，并使用高灵敏摄像机和荧光谱仪监控微型装置和DNA双螺旋线的转动；再用激光钳将专门建立的微型挂扣固定成字母“Z”型；然后将“Z”型微型挂扣与下个DNA双螺旋连接起来。由于微型挂扣的终端是箭形结构，DNA双螺旋线不易断裂，研究人员就可以将DNA双螺旋向任何方向转动。接下来，利用激光束将DNA双螺旋转动缠绕在微型卷轴上。这样，DNA双螺旋便可以与微型卷轴一起向任何方向转动。 
     　　
以前的研究发现，DNA双螺旋线的断裂一般发生在以下情况中：作用在其上的力介于100微微牛顿到300微微牛顿之间。而在这个系统中，外力不超过25微微牛顿。 
     　　
研究人员介绍说，该装置可以操作一个长度达百万个碱基对的DNA分子，而且由于完全采用机械方法，不需要对被研究的DNA双螺旋进行任何化学转化。